隨著全球?qū)I養(yǎng)健康和綠色可持續(xù)發(fā)展的高度關(guān)注，天然多糖淀粉作為一種可再生且極具工業(yè)應(yīng)用潛力的生物高分子材料，其結(jié)構(gòu)調(diào)控、功能優(yōu)化以及在營養(yǎng)與材料科學(xué)中的應(yīng)用拓展已成為跨學(xué)科領(lǐng)域的前沿?zé)狳c。近期，賀震旦教授團隊在淀粉與脂肪酸分子組裝、復(fù)合物多尺度結(jié)構(gòu)調(diào)控以及淀粉新型溶劑體系開發(fā)與材料構(gòu)建方面取得了重要進展，為功能性健康食品、靶向載藥遞送系統(tǒng)的開發(fā)與淀粉基材料的高效利用提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

這些成果發(fā)表在《Carbohydrate Polymers》（影響因子10.7）、《Food Chemistry》（影響因子8.5）、《International Journal of Biological Macromolecules》（影響因子7.7）等國際知名期刊，均為中科院一區(qū)TOP期刊。深圳技術(shù)大學(xué)為第一完成單位，賀震旦教授為通訊作者，副研究譚小燕博士為第一作者。研究得到了江蘇省自然科學(xué)基金、廣東省高校創(chuàng)新團隊項目、深圳市自然科學(xué)基金、云南省院士專家工作站項目的資助與支持。

一、淀粉與脂肪酸結(jié)構(gòu)對淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物在后處理過程中結(jié)構(gòu)重組與消化特性的影響

淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物因在調(diào)節(jié)慢性代謝性疾病和改善腸道微生態(tài)健康方面的巨大潛力，成為營養(yǎng)與材料領(lǐng)域的研究熱點。團隊聚焦于直鏈淀粉含量和脂肪酸鏈長對微波濕熱后處理淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物結(jié)構(gòu)重組和消化特性的影響，深入探討了微波偶極作用、水分子取向極化以及熱效應(yīng)如何誘導(dǎo)具有不同結(jié)構(gòu)特征的淀粉分子之間以及淀粉與脂肪酸分子之間的相互作用，揭示了淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物在結(jié)構(gòu)解組裝與重組裝過程中的分子機制。

圖1 不同直鏈淀粉含量的淀粉-棕櫚酸復(fù)合物經(jīng)微波濕熱后處理前后的13C CP/MAS NMR譜圖（a）和XRD譜圖（b）；微波濕熱后處理誘導(dǎo)不同直鏈淀粉含量的復(fù)合物分子重組裝的示意圖（c）

結(jié)果表明直鏈淀粉含量和脂肪酸鏈長決定了淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物在后處理過程中的結(jié)構(gòu)解組裝與重組行為，進而顯著影響其多尺度結(jié)構(gòu)與消化特性。這些成果不僅為食品后處理過程中精準(zhǔn)調(diào)控淀粉類食品的營養(yǎng)特性提供了理論基礎(chǔ)，也為開發(fā)新型功能性健康食品與藥物遞送系統(tǒng)提供了新的視角和策略。

全文信息1：Amylose content controls the structures and digestibility of starch-lipid complexes during microwave postprocessing. Carbohydrate Polymers, 2025, 358:123530.  https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.123530

全文信息2：Chain length of fatty acid determines the reassembly behaviors of starch-lipid complexes following microwave heat-moisture treatment. Food Chemistry, 2025, 478:143724.  https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.143724

二、淀粉在新型溶劑體系中的溶解與再生研究

尋找適合淀粉溶解的理想綠色溶劑是其改性和材料構(gòu)建領(lǐng)域的關(guān)鍵難題。團隊基于離子液體與淀粉分子氫鍵相互作用機理，成功開發(fā)了一種羥基功能化離子液體1-(2,3-二羥丙基)-3-甲基咪唑氯鹽（[Dhpmim][Cl]）的新型溶劑體系，用于淀粉的高效溶解和再生。研究發(fā)現(xiàn)，在[Dhpmim][Cl]-水溶液中，當(dāng)水與[Dhpmim][Cl]的質(zhì)量比為1:9時，淀粉的溶解度可達9.28 wt%。通過密度泛函理論（DFT）模擬，進一步揭示了[Dhpmim][Cl]和水與淀粉分子之間的相互作用機制。這一創(chuàng)新成果不僅為淀粉的高效溶解和再生提供了新的方法，還為新型淀粉基材料的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)，有望推動綠色化學(xué)和可持續(xù)材料科學(xué)的發(fā)展。

 圖2 羥基功能化離子液體[Dhpmim][Cl]的合成過程以及淀粉在該溶劑體系中的溶解與再生示意圖（a）；基于DFT模擬計算的麥芽糖與溶劑的相互作用：麥芽糖與[Dhpmim][Cl]溶劑（b）；麥芽糖與[Dhpmim][Cl]-水混合溶劑（c）

全文信息3：Dissolution and regeneration of starch in hydroxyl-functionalized ionic liquid aqueous solution. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 264:130775.  https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.130775

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